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溫度與物態(tài)變化匯報(bào)人:XXX+EXTREMESPORTS溫度及其測(cè)量01PAGRONE+

溫度的概念+溫度定義溫度指的是用以衡量物體冷熱程度的物理量。在實(shí)際生活中,我們能憑借自身感覺感知物體的冷熱,但不夠精準(zhǔn),科學(xué)上對(duì)溫度有嚴(yán)格定義以準(zhǔn)確衡量。溫度物理意義溫度的物理意義在于反映物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,溫度越高;反之越低,它是描述熱學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的關(guān)鍵參量。溫度單位介紹溫度常見單位是攝氏度,符號(hào)為℃。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,規(guī)定冰水混合物溫度為0℃,水沸騰溫度為100℃。此外還有開爾文等單位。常見溫度值常見的溫度值有,人的正常體溫約36.8℃,讀作約36.8攝氏度;北京一月平均氣溫約-4.7℃;一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水沸騰溫度是100℃,冰水混合物溫度為0℃。

溫度計(jì)原理+熱脹冷縮現(xiàn)象熱脹冷縮是指物體在受熱時(shí)體積膨脹,遇冷時(shí)體積收縮的現(xiàn)象。許多物質(zhì)都有此特性,例如常見的液體、氣體甚至部分固體,這是物質(zhì)的一種基本屬性。液體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)液體溫度計(jì)主要由玻璃外殼、玻璃泡、毛細(xì)管等構(gòu)成。玻璃泡內(nèi)裝有如水銀、酒精、煤油等液體,毛細(xì)管是進(jìn)行溫度示數(shù)的地方,它們共同保障溫度計(jì)正常工作。溫度計(jì)工作原理溫度計(jì)是利用液體的熱脹冷縮原理來工作的。當(dāng)溫度升高時(shí),玻璃泡內(nèi)的液體受熱膨脹,沿玻璃管上升;溫度降低時(shí),液體遇冷收縮,在玻璃管中下降。根據(jù)液柱的位置來讀取溫度。溫標(biāo)建立基礎(chǔ)溫標(biāo)建立需要選定固定的溫度點(diǎn)和刻度劃分規(guī)則。例如攝氏溫標(biāo),規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰水混合物的溫度為0℃,沸水的溫度為100℃,然后將這一區(qū)間等分為100份,每份代表1℃。

溫度計(jì)使用+01020403使用溫度計(jì)前,要仔細(xì)觀察其量程和分度值。量程決定了所能測(cè)量的溫度范圍,待測(cè)溫度不能超過該范圍,否則會(huì)損壞溫度計(jì);分度值則方便我們準(zhǔn)確讀取溫度數(shù)值。觀察量程分度值測(cè)量溫度時(shí),溫度計(jì)的玻璃泡必須全部浸入被測(cè)液體中,不能碰到容器壁和容器底部。這樣才能使玻璃泡充分與被測(cè)液體接觸,確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。正確放置方法讀數(shù)時(shí),玻璃泡要繼續(xù)留在被測(cè)液體中,視線需與溫度計(jì)中液柱的上表面相平。若視線偏高或偏低,都會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)出現(xiàn)誤差。讀數(shù)視線要求使用溫度計(jì)時(shí),要保證待測(cè)溫度在量程范圍內(nèi);測(cè)量時(shí)玻璃泡要正確放置;讀數(shù)時(shí)不能將其拿出液體;使用后輕輕存放,避免損壞。使用注意事項(xiàng)熱傳遞方式02PAGRONE+

熱傳導(dǎo)+傳導(dǎo)基本概念傳導(dǎo)是指熱量從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分的過程。它主要發(fā)生在固體內(nèi)部或不同固體相接觸時(shí),基于分子的熱運(yùn)動(dòng)傳遞能量。固體傳熱特點(diǎn)固體傳熱依靠分子的振動(dòng)和自由電子的運(yùn)動(dòng)來傳遞熱量。其傳熱速率與材料性質(zhì)、溫度差等有關(guān),一般金屬固體傳熱較快,非金固體傳熱相對(duì)較慢。良導(dǎo)體與絕緣體良導(dǎo)體是指容易傳熱的物質(zhì),如各種金屬,它們有較多可自由移動(dòng)的電子。絕緣體則是傳熱能力很差的物質(zhì),像木材、塑料等,其內(nèi)部自由電子較少。實(shí)際應(yīng)用舉例在生活中,炒菜用的鐵鍋是利用鐵是熱的良導(dǎo)體,能快速將熱量傳遞給食物。而鍋把用木頭或塑料制作,是因?yàn)樗鼈兪墙^緣體,可防止?fàn)C手。

熱對(duì)流+對(duì)流形成條件對(duì)流形成需要有流體(氣體或液體)存在,且流體各部分之間存在溫度差。溫度差導(dǎo)致流體密度不均勻,從而引起流體的循環(huán)流動(dòng)。氣體液體對(duì)流氣體對(duì)流中,熱空氣上升,冷空氣下降,形成空氣循環(huán)。液體對(duì)流如燒水時(shí),底部熱水上升,上部冷水下降,使整壺水溫度趨于均勻。自然對(duì)流現(xiàn)象自然對(duì)流現(xiàn)象是在自然條件下,流體因溫度差異引起密度變化而產(chǎn)生的流動(dòng)。如大氣中冷暖空氣的循環(huán)、海洋中洋流的形成,都是自然對(duì)流的體現(xiàn)。強(qiáng)制對(duì)流應(yīng)用強(qiáng)制對(duì)流在生活和工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。像空調(diào)的室內(nèi)機(jī)通過風(fēng)扇加速空氣流動(dòng)實(shí)現(xiàn)制冷制熱,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱系統(tǒng)通過水泵使冷卻液循環(huán),帶走熱量。

熱輻射+輻射傳熱特點(diǎn)輻射傳熱不依賴介質(zhì),可以在真空中進(jìn)行。它以電磁波的形式傳遞能量,熱量傳遞速度快,且在傳遞過程中能減少其他形式的能量損耗。輻射能量吸收不同物體對(duì)輻射能量的吸收能力不同,這與物體的表面性質(zhì)、顏色等有關(guān)。吸收的輻射能量會(huì)使物體內(nèi)能增加,進(jìn)而影響物體的溫度。物體顏色影響物體顏色對(duì)輻射能量的吸收和反射有顯著影響。一般深色物體吸收輻射能力強(qiáng),升溫快;淺色物體反射輻射能力強(qiáng),升溫慢,這在生活中有諸多體現(xiàn)。太陽(yáng)能的利用太陽(yáng)能作為清潔能源,利用方式多樣。如太陽(yáng)能熱水器通過吸收太陽(yáng)能將水加熱,太陽(yáng)能光伏發(fā)電將光能轉(zhuǎn)化為電能,為人們的生活提供便利。物態(tài)變化基礎(chǔ)03PAGRONE+

物質(zhì)三態(tài)特征+01020403固態(tài)物質(zhì)中,分子排列十分緊密且規(guī)則,就像整齊排列的士兵。它們之間的作用力很強(qiáng),分子只能在各自的平衡位置附近做微小的振動(dòng),這使得固體有固定的形狀和體積。固態(tài)分子排列液態(tài)分子沒有像固態(tài)那樣規(guī)則的排列,分子間距離比固態(tài)稍大。分子可以在一定范圍內(nèi)自由移動(dòng),就像一群相對(duì)自由活動(dòng)的人群,所以液體有一定體積,但沒有固定形狀,具有流動(dòng)性。液態(tài)分子運(yùn)動(dòng)氣態(tài)分子間距離很大,分子幾乎可以自由地向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),如同天空中自由飛翔的鳥兒。它們之間的作用力很微弱,因此氣體既沒有固定的形狀,也沒有固定的體積,能充滿整個(gè)容器。氣態(tài)分子特點(diǎn)從微觀角度看,物質(zhì)的不同狀態(tài)是由分子的排列方式、間距和運(yùn)動(dòng)情況決定的。固態(tài)分子排列緊密、振動(dòng)小;液態(tài)分子間距稍大、可移動(dòng);氣態(tài)分子間距大、自由運(yùn)動(dòng),這些差異導(dǎo)致了物質(zhì)呈現(xiàn)不同狀態(tài)。狀態(tài)微觀解釋

熔化與凝固+熔化過程定義熔化是指物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程。在這個(gè)過程中,物質(zhì)需要吸收熱量,分子的運(yùn)動(dòng)能力逐漸增強(qiáng),分子間距變大,從而打破固態(tài)時(shí)的規(guī)則排列,轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。凝固過程分析凝固是熔化的逆過程,即物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。此時(shí)物質(zhì)會(huì)放出熱量,分子運(yùn)動(dòng)逐漸減緩,分子間距變小,分子重新排列成規(guī)則的結(jié)構(gòu),使液體變成具有固定形狀和體積的固體。晶體非晶區(qū)別晶體具有規(guī)則的幾何外形,其內(nèi)部原子、離子或分子呈有規(guī)律的排列,有固定的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)。非晶體則無規(guī)則外形,內(nèi)部粒子排列無序,沒有固定的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)。熔點(diǎn)凝固點(diǎn)值熔點(diǎn)是晶體熔化時(shí)的溫度,凝固點(diǎn)是晶體凝固時(shí)的溫度,同一晶體的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同。不同晶體的熔點(diǎn)差異較大,且受壓強(qiáng)等因素影響。

汽化與液化+蒸發(fā)發(fā)生條件蒸發(fā)在任何溫度下都能進(jìn)行,只發(fā)生在液體表面。影響蒸發(fā)的因素有液體溫度、表面積大小和表面空氣流速,溫度越高、表面積越大、空氣流速越快,蒸發(fā)越快。沸騰現(xiàn)象特征沸騰是在一定溫度下,液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象。沸騰時(shí)溫度保持不變,這個(gè)溫度叫沸點(diǎn),沸點(diǎn)與氣壓有關(guān),氣壓越高,沸點(diǎn)越高。液化形成方式液化有兩種方式,一是降低溫度,如水蒸氣遇冷變成水;二是壓縮體積,如將天然氣壓縮成液態(tài)便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸,二者有時(shí)可同時(shí)使用。蒸發(fā)沸騰區(qū)別蒸發(fā)緩慢,僅在液體表面進(jìn)行,任何溫度下都能發(fā)生,需吸熱降低自身及周圍溫度。沸騰劇烈,在液體內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行,需達(dá)到沸點(diǎn)且持續(xù)吸熱。升華與凝華04PAGRONE+

升華現(xiàn)象+升華概念定義升華是指物質(zhì)從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程,此過程不經(jīng)過液態(tài)階段。像碘加熱時(shí),會(huì)直接從固態(tài)變成碘蒸氣,這就是典型的升華現(xiàn)象。常見升華實(shí)例生活中有很多升華實(shí)例,如冬天冰凍的衣服也能變干,是冰直接升華為水蒸氣;樟腦丸放久了會(huì)變小直至消失,也是因?yàn)榘l(fā)生了升華。升華吸熱特點(diǎn)升華過程需要吸收熱量,這是因?yàn)槲镔|(zhì)從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),分子間距離增大、運(yùn)動(dòng)加劇,要克服分子間作用力,所以要從周圍環(huán)境中吸收能量,使環(huán)境溫度降低。實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景升華在實(shí)際中有諸多應(yīng)用,如利用干冰升華吸熱進(jìn)行人工降雨;在食品冷凍干燥技術(shù)中,讓冰升華除去水分,更好地保存食品品質(zhì)。

凝華現(xiàn)象+01020403凝華是與升華相反的過程,物質(zhì)由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)。氣態(tài)分子因溫度急劇降低,運(yùn)動(dòng)減慢,直接聚集形成固態(tài),此過程中分子間距迅速減小。凝華過程分析自然界中凝華現(xiàn)象很常見,如霜的形成,是空氣中的水蒸氣遇冷在物體表面直接凝華成小冰晶;還有雪的形成,高空中水蒸氣直接凝華成雪花飄落。自然凝華現(xiàn)象凝華是氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)的過程,此過程會(huì)放出熱量。這是因?yàn)闅怏w分子能量較高,變?yōu)楣腆w時(shí)分子動(dòng)能減小,多余能量以熱量形式釋放,如霜的形成。凝華放熱特性生活中凝華現(xiàn)象應(yīng)用廣泛,如用久的電燈泡內(nèi)壁變黑,是鎢絲升華后又凝華所致;舞臺(tái)上的“煙霧”效果,干冰升華制冷使水蒸氣凝華成小冰晶,營(yíng)造氛圍。生活應(yīng)用舉例

物態(tài)變化圖+六種變化關(guān)系物質(zhì)存在熔化、凝固、汽化、液化、升華、凝華六種物態(tài)變化。熔化與凝固、汽化與液化、升華與凝華分別互為逆過程,它們相互關(guān)聯(lián),轉(zhuǎn)換依據(jù)主要是溫度變化。吸熱過程歸納物態(tài)變化中的吸熱過程有熔化、汽化和升華。熔化是固態(tài)變液態(tài),如冰化水;汽化分蒸發(fā)和沸騰,像水變水蒸氣;升華是固態(tài)直接變氣態(tài),如碘升華,都需從外界吸熱。放熱過程總結(jié)放熱過程包括凝固、液化和凝華。凝固是液態(tài)變固態(tài),如水結(jié)冰;液化是氣態(tài)變液態(tài),像水蒸氣變水;凝華是氣態(tài)直接變固態(tài),如霜形成,都會(huì)向外界放出熱量。能量變化圖示可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的三角形圖示展示能量變化。固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)在三角形頂點(diǎn),熔化、汽化、升華箭頭向上表示吸熱,凝固、液化、凝華箭頭向下表示放熱,清晰呈現(xiàn)關(guān)系。分子動(dòng)理論05PAGRONE+

分子基本性質(zhì)+分子體積質(zhì)量分子的體積極其微小,肉眼無法直接觀測(cè),質(zhì)量也非常輕,不同物質(zhì)的分子體積和質(zhì)量存在差異,這對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有著重要影響。分子間隙存在分子之間存在間隙,這一特性在不同物質(zhì)狀態(tài)中表現(xiàn)不同。例如固態(tài)分子間隙小,液態(tài)較大,氣態(tài)則最大,間隙變化影響著物質(zhì)的密度等性質(zhì)。分子運(yùn)動(dòng)特性分子處于永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)中,且溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。擴(kuò)散現(xiàn)象就是分子運(yùn)動(dòng)的典型證明,它在不同物質(zhì)間都可能發(fā)生。分子作用力分子間同時(shí)存在引力和斥力,二者相互制約。當(dāng)分子間距變化時(shí),引力和斥力的大小也會(huì)改變,從而影響物質(zhì)的聚集狀態(tài)和物理性質(zhì)。

內(nèi)能概念+內(nèi)能定義解析內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,它是能量的一種形式。一切物體在任何情況下都具有內(nèi)能,體現(xiàn)了分子層面的能量狀態(tài)。內(nèi)能影響因素內(nèi)能的大小與物體的溫度、質(zhì)量、狀態(tài)等因素有關(guān)。一般來說,溫度越高、質(zhì)量越大,內(nèi)能越大;狀態(tài)改變時(shí),分子勢(shì)能變化,也會(huì)使內(nèi)能改變。溫度內(nèi)能關(guān)系溫度與內(nèi)能緊密相連,溫度升高時(shí),物質(zhì)內(nèi)部分子平均動(dòng)能增加,進(jìn)而使內(nèi)能增大;反之,溫度降低,內(nèi)能則減小,二者呈正相關(guān)關(guān)系。改變內(nèi)能途徑改變內(nèi)能有兩種途徑,一是做功,對(duì)物體做功可增加其內(nèi)能,物體對(duì)外做功則內(nèi)能減少;二是熱傳遞,熱量從高溫物體傳向低溫物體可改變物體內(nèi)能。

熱現(xiàn)象解釋+01020403從微觀層面看,溫度是物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的體現(xiàn)。溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,平均動(dòng)能也就越大。溫度微觀本質(zhì)物態(tài)變化的機(jī)理在于分子間作用力和分子動(dòng)能的變化。溫度改變時(shí),分子動(dòng)能改變,當(dāng)達(dá)到一定程度,物質(zhì)就會(huì)在固、液、氣三態(tài)間轉(zhuǎn)換。物態(tài)變化機(jī)理熱傳遞的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能從高溫物體向低溫物體的轉(zhuǎn)移,或者從同一物體的高溫部分向低溫部分轉(zhuǎn)移,以達(dá)到溫度平衡。熱傳遞的實(shí)質(zhì)在物態(tài)變化和熱傳遞過程中,能量守恒始終得以體現(xiàn),能量不會(huì)憑空產(chǎn)生或消失,只是從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或在物體間轉(zhuǎn)移。能量守恒體現(xiàn)物態(tài)變化應(yīng)用06PAGRONE+

自然界中的現(xiàn)象+云雨形成過程云是水蒸氣上升至高空,遇冷后液化成小水滴,眾多小水滴聚集在一起形成云。雨則是云中的小水滴不斷變大,當(dāng)重力大于浮力時(shí),降落到地面就形成了雨。霧露霜的成因霧是在無風(fēng)時(shí),暖濕氣流在地面附近遇冷,其中的水蒸氣液化成小水珠,懸浮在空氣中形成霧。露是夜間氣溫降低,空氣中的水蒸氣在溫度較低的植物體和其他物體表面液化而成。霜是寒冷冬天,地表附近的水蒸氣在夜間遇到低溫的地表物體和植物時(shí),直接凝華成小冰晶形成霜。冬季窗戶結(jié)冰冬季室內(nèi)溫度高,空氣中含有較多水蒸氣,而窗戶玻璃溫度低。室內(nèi)熱的水蒸氣遇到冷的玻璃,會(huì)直接凝華成小冰晶,附著在玻璃內(nèi)側(cè)表面,從而形成結(jié)冰現(xiàn)象。樟腦丸變小樟腦丸由固態(tài)直接變成氣態(tài),這種現(xiàn)象叫做升華。在常溫下,樟腦丸會(huì)持續(xù)升華,其質(zhì)量逐漸減小,體積也慢慢變小,最后消失不見。

生活中的技術(shù)+制冷設(shè)備原理制冷設(shè)備通常利用制冷劑的物態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)制冷。制冷劑在蒸發(fā)器中汽化,吸收周圍的熱量,使周圍環(huán)境溫度降低。然后,氣態(tài)制冷劑被壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓的氣體,再通過冷凝器液化,放出熱量,如此循環(huán),達(dá)到制冷的目

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